Distinct quantum anomalous Hall ground states induced by magnetic disorders
磁性拓扑绝缘体（TI）中的量子反常霍尔（QAH）效应代表了拓扑与磁性相互作用产生的一种新的物质状态。QAH基态的定义特性是在没有外部磁场的情况下的量子化霍尔电阻率（$ρ_{yx}$）和消失纵向电阻率（$ρ_{xx}$）。关于QAH效应的一个基本问题是，它是否仅仅是一个零磁场量子霍尔（QH）效应，或者它是否可以拥有独特的量子相位和相变，这是在其他地方无法获得的。QAH系统与其他QH系统最显著的区别在于强磁无序引起的空间随机磁化。由于无序和磁性在二维电子系统的相图中起着关键作用，QAH系统中的高度磁性无序可能会产生新的相位和量子临界现象。在这项工作中，我们进行了系统的输运研究的一系列磁TI与不同强度的磁紊乱。我们发现QAH效应的基态可以分为两类：QAH绝缘体相和反常Hall（AH）绝缘体相，它们分别对应于QH系统中的QH液体相和Hall绝缘体相。在低无序极限的QAH绝缘体制度，我们观察到一个普遍的量子化纵向电阻$ρ_{xx} = h/e^{2}$在矫顽场。在AH绝缘体区，我们发现磁场可以驱动它通过量子临界点到QAH绝缘体相，其标度行为与QH相变中的标度行为不同。我们认为，在畴界处的手征边缘态之间的传输是确定QAH基态的关键，而这种传输可以通过无序和磁场来调节。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in ferromagnets with Gaussian disorder
利用Kubo形式，推导出了由完整晶体的第一性原理电子结构直接计算短程高斯无序铁磁体反常霍尔电导率的表达式，并实现了该方法。我们用这种方法计算了bcc结构的Fe、fcc结构的Co、L1 o-FePd、L1 o-FePt以及bcc结构的Fe（001）薄膜的AHC。在我们的方法中，我们可以透明地将电导率分解为本征（IC），侧跳（SJ）和本征斜散射（ISK）的贡献。Sinitsyn等人[Phys.Rev.B75，045315（2007）]指出了ISK的存在，ISK源于非对称Mott散射，但与传统的偏斜散射明显不同，因为它在干净极限下收敛于有限值。在这里，我们收集了所有的贡献，导致“散射无关”的AHE在干净的限制铁磁体中的AHC，并分析它们的相对大小从第一性原理计算。通过将我们的结果与现有的实验进行比较，我们表明高斯无序非常适合于模拟真实材料中存在的各种类型的无序，在一定程度上包括温度的影响。特别是，我们表明，除了内在的和侧跳AHE，内在的斜散射可以是一个主要的球员在确定铁磁体的AHE的大小。
2013-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous criticality in the quantum Hall transition at $n=0$ Landau level of graphene with chiral-symmetric disorders
我们数值研究了手征对称性是否是决定无序石墨烯量子霍尔跃迁临界性的唯一因素。当无序遵守手征对称性时，在$n=0$朗道能级处的平台到平台跃迁被示出为变得异常（即，类阶梯函数）。然而，令人惊讶的是，异常是强大的，对包括均匀的次近邻跳跃，这降低了晶格模型的手征对称性。我们还表明，交流（光学）霍尔电导率表现出一个强大的平台结构时，无序尊重的手征对称性。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall
Robust magnetotransport in disordered ferromagnetic kagome layers with quantum anomalous Hall effect
对无序铁磁可果美层的磁输运性质进行了数值研究。我们发现在可果美层状材料（如Fe $_3$ Sn $_2$，Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$，和Mn $_3$ Sn）中可以实现大的畴壁磁电阻或负磁电阻，表现出量子反常霍尔效应.戈薇层表现出强烈的磁各向异性和大的磁阻取决于它们的磁织构。这些畴壁磁阻预计将是强大的，对无序和观察无关的畴壁厚度，在铁磁金属中的常规畴壁磁阻。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall
Anomalous diffusion and elastic mean free path in disorder-free multi-walled carbon nanotubes
我们研究了无无序无公度多壁碳纳米管中波包的反常扩散性质。通过计算能谱的多重分形维数得到谱平均扩散指数。根据壳的手性，指数被发现位于范围$1/2 \leq η< 1$。对于无公度壳层之间的大晶胞失配，$η$接近扩散运动的值1/2。能量相关的量子扩展揭示了复杂的态密度相关模式，具有弹道，超扩散或扩散特性。
2006-03-15 cond-mat.mes-hall
Robust quantum anomalous Hall effect with spatially uncorrelated disorder
Imec；Peter Grünberg Institute (PGI-9), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心彼得·格林伯格研究所（PGI-9））；JARA-Fundamentals of Future Information Technology, Jülich-Aachen Research Alliance, Forschungszentrum Jülich and RWTH Aachen University（亚琛-于利希研究联盟JARA未来信息技术基础，于利希研究中心和亚琛工业大学）；Department of Physics, Georgetown University（乔治城大学物理系）
研究显示，在存在空间不相关散射的情况下，磁性拓扑绝缘体中的量子异常霍尔效应表现出高度鲁棒性，其原因在于量子限制效应。
2025-11-06 cond-mat.mes-hall
Reshaping the anomalous Hall response in tilted 3D system with disorder correction
针对节点线半金属反常霍尔电导率研究的复杂性，本文基于量子动力学理论和弱无序极限分析倾斜三维狄拉克NLSMs的带内/带间贡献，发现带间部分主导净响应，倾斜打破反转对称性使其非零，且倾斜与化学势竞争在特征频率处产生拐点，无序外禀贡献主导本征带间贡献。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall
Odd viscosity and anomalous Hall effect in two dimensional electron systems with smooth disorder
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Ioffe Institute（约费研究所）
本文研究了具有平滑散射的二维电子系统中奇粘性与异常霍尔效应的关系，推导了流体方程并计算了奇粘性对霍尔效应的贡献。
2026-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum Anomalous Parity Hall Effect in Magnetically Disordered Topological Insulator Films
在磁掺杂薄膜拓扑绝缘体中，排列磁矩产生支持单个手征边缘态的量子反常霍尔相位。我们表明，作为系统退磁，无序随机取向的磁矩可以产生一个“量子反常宇称霍尔”相位与\emph{helical}边缘模式保护的酉反射对称性。我们进一步表明，引入超导性，结合选择性的反射对称性的门，允许创建和操纵的马约拉纳零模式，通过纯电气手段和零施加磁场。
2019-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disordered Parity Anomalous Semimetal
The University of Hong Kong（香港大学）；Great Bay University（大湾区大学）
本文研究拓扑绝缘体半磁结构与窄带隙弱拓扑绝缘体薄膜中无序驱动的拓扑相变，证明强无序可引发宇称反常半金属到扩散金属的转变并在平庸绝缘相中诱导拓扑相，推进了对该类相变的理解。
2025-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Persistent currents in diffusive metallic cavities: Large values and anomalous scaling with disorder
讨论了无序对具有Aharonov-Bohm磁通线的受限金属腔的影响。我们发现，即使在深扩散制度，持续电流的大值可能会出现各种各样的几何形状。我们提出的数值结果支持的平均典型电流$< I_{typ}>$与无序$w$，$< I_{typ}> \sim w^{- γ}$与$γ< 2$的强度的反常标度律。这与以前报道的圆柱形样品，其中一个缩放$< I_{typ}> \sim w^{-2}$已被发现。可能的链接，到目前为止，无法解释的实验数据得到的结果进行了对比，最后讨论。
2001-08-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Conductance through quantum wires with Levy-type disorder: universal statistics in anomalous quantum transport
在这封信中，我们研究了电导G通过一维量子线与无序配置的长尾分布（列维型无序）的特点。我们解析计算电导分布，揭示了一个普遍的统计：电导分布完全由无序分布的幂律衰减指数α和平均值决定< ln G >，即，无序结构的所有其它细节都是无关紧要的。当0< α< 1时，我们发现ln G的涨落不是自平均的，而是< ln G >随系统长度L^α成比例变化的，这与标准定域标度理论的预测相反，在标准定域标度理论中ln G是一个自平均量，< ln G >随L成线性比例变化。我们的理论结果与一维无序线的数值模拟进行了比较，验证。
2011-01-18 cond-mat.mes-hall
Disorder in the non-linear anomalous Hall effect of $\mathcal{P}\mathcal{T}$-symmetric Dirac fermions
本文研究了$\mathcal{P}\mathcal{T}$对称系统中非线性反常霍尔效应的无序效应，发现无序贡献常压倒内禀项，且零阶无序项表现出带间相干峰值，表明实验相关输运密度下的NLAHE很可能是外禀的。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall
Scattering universality classes of side jump in anomalous Hall effect
反常霍尔电导率有一个重要的非本征贡献，称为侧跳贡献，这是独立的散射强度和无序密度。然而，我们发现侧跳对散射势的自旋结构有很强的依赖性。我们提出了三种普适性的侧跳散射，分别具有自旋无关、自旋守恒和自旋翻转的特征。对于每个单独的类，侧跳贡献采用不同的唯一值。当存在两类或更多类散射时，侧跳的值不再是固定的，而是作为它们的相对无序强度的函数而变化。当系统控制参数如温度变化时，由于不同类无序散射之间的竞争，侧跳霍尔电导率可以从一类主导极限流向另一类主导极限。结果表明，由于磁振子散射与正常杂质散射和声子散射属于不同的散射类，它们在反常霍尔效应中起着不同的作用。
2010-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface quantized anomalous Hall current and magneto-electric effect in magnetically disordered topological insulators
通过数值模拟和标度分析，从理论上研究了拓扑绝缘体表面淬灭磁无序的作用。结果表明，只要费米能级在体带隙内，所有的表面态都是局域的，而横向电导率量子化为$\pm {{e^2} \over {2 h}}$.这极大地促进了Qi { \it et al.}提出的拓扑磁电效应的实现。（Phys. Rev. \textbf{78}，195424（2008）），其中表面磁化方向通过同时施加磁场和电场来控制。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Excitons in Molecular Aggregates with Lévy Disorder: Anomalous Localization and Exchange Broadening of Optical Spectra
我们预测存在的交换加宽的光学线型在无序的分子聚集体和非普遍的无序标度的集体电子激发（激子）的本地化特性。这些现象发生在具有发散二阶矩的重尾Lévy无序分布-在物理学的许多分支中发挥作用的分布。我们的结果与通常分析的二阶矩有限的聚集模型形成鲜明对比。它们也与其他类型的集体激发有关。
2010-09-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Intense anomalous high harmonics in graphene quantum dots caused by disorder or vacancies
本文研究了无序或空位对石墨烯量子点光学响应的影响，发现无序或空位破坏反转对称性并引发时间反转对称性破缺，从而在无外磁场下产生强烈的反常高次谐波，并通过解除能级简并增强近截止谐波辐射。
2023-10-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anomalous Non-Hermitian Topological Anderson Insulator
Shanghai Normal University（上海师范大学）；MOE Key Laboratory of Advanced Micro-Structured Materials, School of Physics Science and Engineering, Tongji University（同济大学物理科学与技术学院教育部先进微结构材料重点实验室）
该研究通过设计对称性保持的非厄密特 disorder，在强 disorder 极限下揭示了异常拓扑安德森绝缘体的新型拓扑相，展示了非厄密特 disorder 在拓扑秩序中的独特作用。
2026-02-10 cond-mat.mes-hall
Tunneling between 2D electron layers with correlated disorder: anomalous sensitivity to spin-orbit coupling
从理论上研究了具有相互关联无序势的二维电子层间的隧穿。由于这种相关性，不同层中的扩散本征态几乎彼此正交。结果，隧道I-V特性中的峰值向小偏压V偏移。这“保护”峰值免受相互作用引起的拖尾，因为费米能级附近的弛豫速率低。如果无序势中的相关性是完全的，则峰的位置和宽度由层中的自旋-轨道耦合决定;这种耦合提升了本征态的正交性。讨论了利用层间隧穿实验测定费米面弱内禀自旋轨道分裂的可能性。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall
Anomalous quantum Hall effect induced by disorder in topological insulators
我们研究了二维拓扑绝缘体导电状态之间的过渡，其特征在于电导$G=2$（在基本单位$e^2/h$）和陈绝缘体与$G=1$，诱导极化磁性杂质。两种耦合，铁磁和反铁磁，被认为是与电子和空穴的子带。我们表明，强无序，一个阶段$G=1$存在，甚至铁磁秩序，在平均场近似的预测相反。这一结果是支持直接使用Landauer输运公式的数值计算，并通过分析计算的化学势和质量重整化作为无序强度的函数，在自洽玻恩近似。的过渡是有关的自旋传导通道之一的抑制，足够强的障碍，通过选择性的自旋散射和本地化。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Influence of magnetic disorders on Quantum Anomalous Hall Effect in Magnetic Topological Insulator Films beyond the two-dimensional limit
在磁性掺杂（Bi，Sb）2 Te 3上制备的磁性拓扑绝缘体（MTI）薄膜中，实验上实现了量子反常霍尔效应（QAHE）。在具有沿法线方向（z方向）的易磁化轴的MTI薄膜中，磁性掺杂剂的取向围绕易磁化轴随机分布，充当磁性紊乱。借助于非平衡格林函数和Landauer-Buttiker形式，我们数值研究了磁无序对MTI薄膜QAHE的影响.研究发现，由于无带隙侧表面态的存在，只要所有磁性掺杂剂的磁矩的z分量为正，QAHE即使在磁无序的情况下也能得到保护.更重要的是，这种磁无序还抑制了手性边缘态的耗散，提高了MTI薄膜中QAHE的质量。此外，磁无序的影响很大程度上取决于薄膜的厚度，并在一定的厚度达到最佳的影响。这些发现是QAHE在三维系统中的新特征，而不是在二维系统中。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall
Anderson Localization from Berry-Curvature Interchange in Quantum Anomalous Hall System
从理论上研究了自旋翻转无序下量子反常霍尔效应（QAHE）的局域化机制。结果表明，QAHE在弱无序时保持量子化，在中等无序时进入Berry曲率介导的金属相，在强无序时进入Anderson绝缘相.从相图中，我们发现，在电荷中性点，虽然QAHE是最强大的对无序，相应的金属相是更容易被本地化到安德森绝缘相由于\textit{interchange}的Berry曲率分别由导带和价带。最后，我们提供了一个与拓扑荷相关的唯象图像，以更好地理解QAHE安德森局域化的物理根源。
2016-01-27 cond-mat.mes-hall
Topological robustness of quantization of the anomalous Hall conductance of a two-dimensional disordered Chern insulator
本文在Kubo-Stagleeda形式框架下，研究了在外加正交磁场作用下二维Dirac电子无序气体模型中反常霍尔电导（$σ_{yx}^{}= σ_{H}^{}$）量子化的鲁棒性.利用α ~磁场中平均单电子格林函数的动量表示，得到了$σ_{H}^{}$的Stupeda项的显式解析表达式.结果表明，当费米能级处于能隙内时，该项与拓扑陈数${\rm Ch}=\pm 1/2$成正比.在这种情况下，总$σ_{H}^{}$取半整数量化值$σ_{H}^{}=\pm e_{}^{2}/4π\hbar$，其不依赖于无序的幅度或外部磁场的强度。作为例子，我们在自洽玻恩近似下计算了~ 2维重Dirac电子无序气体在外加磁场作用下的态密度和内禀反常霍尔电导$σ_{H}^{\rm int}$.这些表达式的场和能量依赖性的数值分析进行了各种值的模型中的参数的考虑。特别地，该分析的结果表明，$σ_{H}^{}$的Stapereda项在向量子化区域的过渡点的~足够宽的附近易受无序影响。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Coexisting of Quantum Hall and Quantum Anomalous Hall phases in Disordered $\mathrm{MnBi_2Te_4}$
在大多数情况下，为了观察量子化的霍尔平台，在本征磁性拓扑绝缘体$\mathrm{MnBi_2Te_4}$中施加外部磁场。然而，非零陈数（$C\neq 0$）相位是量子反常霍尔（QAH）态，还是量子霍尔（QH）态，还是两者的混合态仍然是一个谜，特别是对于最近观察到的$C=2$相位[Deng \textit{et al} .，Science \textbf{367}，895（2020）]。在这封信中，我们提出了一个物理图片的基础上安德森局域化，以了解观察到的霍尔平台无序$\mathrm{MnBi_2Te_4}$。实验结果与数值计算结果的一致性表明，在无磁场的情况下，体态是局域的，而在$C=1$中出现了QAH边缘态.然而，在强磁场下，最低的朗道带形成的局域体状态，生存的障碍，连同QAH边缘状态，导致$C=2$相。最后，我们提出了一个无序的$\mathrm{MnBi_2Te_4}$的相图，这表明更多的共存状态的QAH和QH有待进一步的实验验证。
2021-07-13 cond-mat.mes-hall
Universal classes of disorder scatterings in in-plane anomalous Hall effect
Anhui University（安徽大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
研究平面反常霍尔效应中三种普遍散射类型对霍尔电导的影响，揭示散射对 extrinsic 部分的非平凡贡献。
2026-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Correlated disorder induced anomalous transport in magnetically doped topological insulators
研究了磁掺杂拓扑绝缘体（TI）薄膜在相关非磁无序下的输运性质。对于无序，我们选择一个随机相位的准周期势。我们将无序限制在一个中心区域，该区域耦合到干净的量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）状态中的两个引线，并集中在二维中心区域中的准周期性的不同取向。在对角取向或纯纵向准周期性的情况下，我们发现不同的拓扑安德森绝缘体（TAI）阶段，量子反常霍尔绝缘体（QAHI），量子自旋陈氏绝缘体（QSCI），或QSHI阶段实现之前，安德森绝缘接管在大的无序强度。从扩展体状态的量子化运输被发现对角准周期性除了上述TAI阶段，也观察到的情况下的不相关的障碍。对于一个纯粹的横向取向的准周期性的新兴QSHI和QSCI阶段坚持任意强的无序势。这些拓扑相变（除了安德森绝缘体相），可以理解从一个自洽玻恩近似。
2022-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Valley-polarized quantum anomalous Hall phase and disorder induced valley-filtered chiral edge channels
研究了最近发现的谷极化量子反常霍尔（VQAH）相的拓扑和输运性质。在单层中，相位是通过两种自旋轨道耦合的竞争来实现的，这打破了两个谷之间的对称性。我们证明了从传统的量子反常Hall相到VQAH相的拓扑相变是由于在实自旋织构中，当带隙在其中一个谷处关闭和重新打开时，随着额外Skyrmion的产生，拓扑电荷发生了变化.在存在短程无序的情况下，由于谷间散射，成对的无间隙边缘通道（一对中的每个谷一个）将被破坏。然而，我们发现，在一个扩展的范围内的中等散射强度，通过系统的传输是量子化的，完全谷极化，即系统是等效的量子反常霍尔系统与谷过滤手征边缘通道。我们进一步表明，与额外的层自由度，更丰富的相图可以实现与多个VQAH阶段。对于双层系统，我们证明了拓扑相变可以控制的层间偏置电位。
2014-12-25 cond-mat.mes-hall
Disordered Quantum Transport in Quantum Anomalous Hall Insulator-Superconductor Junctions
本文基于有效边模型方法，数值研究了量子反常霍尔绝缘体-超导体结中的无序量子输运。特别是，我们专注于与自由平均路径的参数制度，由于弹性散射远小于样品尺寸，并讨论了无序的输运行为中存在的不同数量的手性边缘模式，以及非手性金属模式。我们的数值计算结果表明，多个手征边缘模或非手征金属模的存在将导致强烈的Andreev转换，引起半电子半空穴传输通过结结构，与单手征边缘模情况下Andreev转换的抑制形成鲜明对比.我们的研究结果表明，在量子反常霍尔绝缘体-超导体结的额外的输运模式的重要性，并将指导未来的运输测量。
2019-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sign change in the anomalous Hall effect and strong transport effects in a 2D massive Dirac metal due to spin-charge correlated disorder
反常霍尔效应（AHE）对金属相中的无序高度敏感。在这里，我们表明，电荷和自旋无序部门之间的统计相关性强烈影响的纵向电导率和符号/幅度的AHE。质量和电荷无序之间的相关性可以被吸收到有效质量中。一般来说，由于例如拓扑绝缘体中磁化的面内分量，也存在随机规范场，从而导致电导率的各向异性。随着电荷分量和规范质量分量之间的相关性增加，AHE也增加，达到其普适值，甚至超过它，尽管该系统是不纯的金属。当反相关反转有效质量时，AHE可以改变符号，这是最近实验中看到的符号变化背后的一种可能机制。
2019-03-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall metals from strong disorder in class A systems on partite lattices
拓扑物质是凝聚态中的一个热门话题：从基本的角度来看，它引入了新的现象和工具，对于技术应用，它有望实现基本稳定的量子计算。类似地，无序定域物理学，一个在该领域具有明显技术重要性的旧范式，当物质的新性质出现时，继续揭示惊喜。这项工作涉及的局部化行为的电子系统的基础上，特别注意的作用，拓扑结构的分格。我们发现一个意想不到的结果，从局部化性质的角度来看：一个强大的拓扑金属状态，其特征在于非量子化的霍尔电导率产生强无序的A类（时间反演对称性破缺）绝缘体。关键问题是无序实现的性质：基于二分格的系统中只有一个子格的选择性无序。结果的一般性是基于最新的2D材料如石墨烯或过渡金属二硫属化物的分裂性质，以及在参考文献1中证明的特定无序的物理实现的可能性。当原始的干净绝缘体在拓扑上是平凡的时，也会出现反常的霍尔金属。
2016-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Partially-separated Majorana modes in a disordered medium
本研究通过数值计算无序SM-SC异质结的零偏电导图，证实量子化电导岛是马约拉纳物理的独特标志，可用于评估无序强度，是马约拉纳探索的下一个关键里程碑。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
Comment on "Excitons in Molecular Aggregates with Levy Disorder: Anomalous Localization and Exchange Broadening of Optical Spectra"
在他们的信[物理学牧师Lett。105，137402（2010）]，Alfrefeld等人预测了吸收带的交换加宽和蓝移以及具有Levy无序的J聚集体中激子的局域化长度的非普遍无序缩放，他们将其与先前分析的高斯和洛伦兹情况[Phys.Rev.B，79，1（2009）]进行了对比。观察解释链分割由于离群值，其相互作用与本地化的状态在有效的势阱中创建的典型的随机网站的能量。我们认为，以前已知的理论并没有打破，从而预期的性质的吸收带中调查的评论工作。
2014-03-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous Localization in Low-Dimensional Systems with Correlated Disorder
本文对随机势中具有短程和长程统计关联的一维弱无序系统的安德森局域化问题提出了统一的看法。以下模型进行了分析：模型与连续的潜力，紧束缚模型的安德森型，和各种Kronig-Penney模型与不同类型的扰动。重点讨论了依赖于模型控制参数的局部化长度的确定方法。特别感兴趣的是在出现有效的流动性边缘，由于某些长程相关性的障碍。的理论和数值分析的预测进行比较，最近的实验，通过随机填充波导的微波传输。
2011-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Disorder-broadened topological Hall phase and anomalous Hall scaling in FeGe
University of Washington（华盛顿大学）；Cornell University（康奈尔大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院）
本研究通过不同注量Ne⁺离子辐照调控FeGe薄膜缺陷，发现无序可展宽拓扑霍尔相温区、增强信号，并改变反常霍尔效应标度机制，为调控斯格明子器件性能提供了方法。
2025-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Transition between anomalous and Anderson localization in systems with non-diagonal disorder driven by time-periodic fields
在没有外场和带中心的跳跃无序模型中，电子在空间中的局域化程度低于标准的指数安德森局域化。这种异常的本地化的签名是系统长度上的电导的对数平均的平方根依赖性，与安德森本地化系统的线性长度依赖性相反。研究了具有时间周期性的外场对跳跃无序量子线电导的标度和分布的影响。在低频区，我们发现了反常局域化和安德森局域化之间的转变，作为外场参数的函数。Floquet模式混合不同的能量贡献和电导的对数平均值的标准长度依赖性逐渐恢复，因为我们降低频率或增加外场的振幅。在高频率的制度，该系统仍然呈现异常的本地化，但电导也重整化，取决于外部场的参数，在耦合到引线的干扰效应。这允许对电导的平均值的高度控制。
2020-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Berry-Curvature Exchange Induced Anderson Localization in Large-Chern-Number Quantum Anomalous Hall Effect
本文从理论上研究了双层石墨烯和磁性拓扑绝缘体薄膜中大陈数$\mathcal{C}$量子反常霍尔效应（QAHE）的局域化机制。我们发现，在存在的非线性无序，QAHE在这两个系统中成为安德森绝缘的预期时，无序强度足够大。然而，在自旋翻转障碍的存在下，在这两个主机材料的本地化机制是完全不同的。对于具有Rashba自旋轨道耦合的双层石墨烯，含$\mathcal{C}=4$的QAHE首先进入Berry曲率介导的金属相，然后随着无序强度的增加局域化为Anderson绝缘体.而在磁性拓扑绝缘体薄膜中，含$\mathcal{C=N}$的QAHE首先进入Berry曲率介导的金属相，然后随着无序强度的增加，转变为含${\mathcal{C}}={\mathcal{N}}-1$的QAHE，最后在${\mathcal{N}}-1$ QAHE和金属相之间循环后局域化到Anderson绝缘体中.对于后一个系统中的异常发现，通过对Berry曲率演化的分析，得知相变起源于导（价）带携带的Berry曲率的交换。最后，我们提供了一个与拓扑荷相关的唯象图像，以帮助理解这两种不同相变机制的物理起源。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall
Electrodynamics of the quantum anomalous Hall state in a magnetically doped topological insulator
本文利用高精度时域太赫兹偏振仪研究Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3薄膜，发现其交流霍尔电导与直流量子化行为不同，并用磁能隙无序模型解释了无序对直流与交流量子反常霍尔效应的不同影响。
2024-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pumping conductance, the intrinsic anomalous Hall effect, and statistics of topological invariants
一个无序的二维陈氏绝缘体的泵浦电导的规模与增加的大小和固定的无序强度急剧高原过渡在普通和量子霍尔绝缘体之间的明确定义的能量。当无序强度随着系统尺寸的增加而缩小到零时，波动的陈数的“金属”状态可以扩展到整个能带。一个简单的论点导致一种加权均分的Chern数在一个有限的系统与周期性边界条件的迷你带：即使必须有很强的涨落之间的无序实现，在一个给定的能量的平均Chern数是由{ \it clean} Berry曲率分布预期从金属的固有反常霍尔效应公式。这种估计相比，使用最近开发的算子代数方法的数值结果，实际上占主导地位的平均陈数的变化是由内在的异常霍尔效应解释。数学附录提供了更精确的定义和陈数的完全分布模型。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Anomalous Skin Effect in Weyl Superconductors
我们表明，外尔超导体可以通过一种新的表面到体的机制，我们称之为拓扑异常趋肤效应吸收光。这种情况甚至发生在单带超导体的无序的情况下，并且通过希尔伯特空间的拓扑分裂成体和手性表面马约拉纳状态来促进。在干净的限制，效果表现为一个特征吸收峰，由于表面-体过渡。我们还考虑了体无序的影响，使用Keldysh响应理论。对于弱无序，尽管存在无间隙的外尔点，但体响应让人想起$s$波超导体的Mattis-Barclay结果，其光谱权重强烈抑制在配对能量的两倍以下。对于更强的紊乱，整体反应变得更像Drude，并且$p$波特征消失。我们表明，表面-体信号生存时，结合在弱无序的存在下的散装。因此，拓扑反常趋肤效应可以作为Weyl超导性的指纹。我们还计算了迈斯纳响应板的几何形状，将表面状态的影响。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantized Anomalous Hall Effects in Skyrmion Crystal
从理论上研究了无外磁场时Skyrmion晶体中量子化的反常霍尔效应。当SkX的晶格常数为$\sim1$ nm时，其出射磁场可达$\sim4000$ T量级。能带结构是不平坦的，但在低电子密度区域具有有限的带隙。我们还研究了skyrmion尺寸、载流子密度、无序度和温度等实现QAHE的条件。在相应的均匀磁场下比较SkX和系统，前者对温度比后者更脆弱，因为间隙减小了$\sim$ 1/5，而它们对无序几乎同样稳健。因此，可以预期，即使在室温下具有强无序，当电子密度为每一个Skyrmion一个数量级时，SkX系统的QAHE也可以实现。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect in Bilayer Graphene: Disorder Effect and Quantum Phase Transition
基于紧束缚模型，数值研究了无序条件下双层石墨烯中的量子霍尔效应.在由非量子化霍尔效应的临界区分隔的全能带中，确定了两个不同的QHE区域。在能带中心（狄拉克点）附近的霍尔电导率显示出与谷简并度成正比的反常量子化，但$ν=0$平台明显不存在，这与实验观察一致。当存在无序时，扩展能级向能带中心的上浮会破坏霍尔平台，高平台首先消失。围绕带中心的中心两个平台对无序散射是最鲁棒的，其被在其间靠近狄拉克点的小临界区域分开。狄拉克点周围的纵向电导被证明是在一个范围内的无序强度几乎是一个常数，直到最后两个QHE高原完全崩溃。
2009-08-02 cond-mat.mes-hall
Anomalous levitation and annihilation in Floquet topological insulators
二维拓扑绝缘体中的安德森局域化通过所谓的悬浮和对湮灭过程发生。随着无序度的增加，携带相反拓扑不变量的扩展体态在能量上相互靠近，减小了拓扑能隙的大小，最终相遇并定域。这导致了一个拓扑平凡的安德森绝缘体。在这里，我们介绍了异常悬浮和对湮灭，一个独特的过程，以磁驱动，或Floquet系统。由于准能谱的周期性，我们发现它是可能的拓扑间隙增加作为无序强度的函数。因此，在所有的体状态已经本地化，系统仍然拓扑非平凡的，形成一个异常的Floquet安德森绝缘体（AFAI）相。我们展示了一个具体的例子，这个过程中，通过现场潜在的“踢”添加到陈省身绝缘体模型的障碍。通过改变反冲之间的周期，我们可以调整系统中发生哪种类型（常规或异常）的悬浮和湮灭。我们希望我们的研究结果是适用于通用Floquet拓扑系统，并提供一个可访问的方式来实现AFAI实验，而不需要多步驱动方案。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall
Coherent wave transmission in quasi-one-dimensional systems with Lévy disorder
我们研究了无序准一维系统中传输的随机涨落，例如无序波导和/或量子线，其无序的随机配置的特征在于具有长尾的密度分布，称为Lévy分布。相对于标准的指数局域化（安德森局域化），Lévy无序的存在导致了传输的大波动和反常局域化。我们计算了在存在和不存在时间反演对称性的情况下，不同数量的传输通道的传输涨落的完整分布。发现了具有Anderson定域和反常定域的无序系统之间的透射统计的显著差异。紧束缚数值模拟的理论预测独立证实。
2017-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disorder-induced half-integer quantized conductance plateau in quantum anomalous Hall insulator-superconductor structures
在量子反常Hall系统的拓扑跃迁附近存在弱超导邻近效应，这是实现具有手征Majorana边模（CMEM）的拓扑超导体（TSC）的一个途径.最近的一项实验[Science 357，294（2017）]声称在量子反常霍尔超导体结的两端输运测量中以半整数量子化电导平台的形式观察到了这种CMEM。虽然超导邻近效应的存在下，一般分裂的量子霍尔转变成两个相变与间隙TSC之间，在这个快速通信，我们建议，一个几乎平坦的电导高原，类似于预期的CMEM，也可以出现从量子霍尔边缘的渗滤以及之前的TSC的发病或在温度远高于TSC间隙。因此，我们的快速通信表明，为了证实TSC，有必要补充半量子化电导平台的观察与硬超导能隙（这是不可能的无序系统）从电导测量或热输运测量的运输间隙。或者，半量子化的热导也可以作为TSC的确凿证据。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Thouless energy and critical statistics on the metallic side of the many-body localization transition
用能级统计方法研究了一维XXZ自旋链在随机场金属一侧的多体局域化跃迁。对于一个固定的相互作用，和中间的多体局域化过渡以下的障碍，我们发现，渐近，数方差增长速度比线性与无序依赖指数。这与光谱中存在反常的无辐射能量是一致的。在非相互作用的无序金属中，这是一个与粒子在样品中扩散的典型时间相关的能量尺度。在相互作用的情况下，它似乎与一个更复杂的反常扩散过程有关。这种解释是不完全符合最近的索赔，为中间的障碍，水平统计描述的等离子体模型与幂律衰减的相互作用，其数量的变化增长慢于线性。当无序进一步增加时，仍然是在金属一侧，无无序的能量逐渐被冲走。在我们可以探索的尺寸范围内，水平统计是尺度不变的，并且在多体局域化转变处接近泊松统计。略低于多体局域化过渡，光谱相关性，以及描述的临界统计，是定量相似的高维，非相互作用，无序导体在安德森过渡。
2016-11-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder Induced Anomalous Thermal Hall Effect in Chiral Phases of Superfluid $^3$He
本文研究了超流体$^3$He手性相中由无序引起的反常热霍尔效应，揭示了气凝胶或平板限制下准粒子的斜散射机制，ATHE为识别手性超导体/超流体中的对称性破缺和拓扑特征提供了重要工具。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Valley polarization effects on the localization in graphene Landau levels
在量子霍尔机制下研究了石墨烯中的无序效应和谷极化效应。我们发现最低朗道水平（LL）的异常本地化属性，其中无序可以诱导波函数离域（而不是本地化），无论是白噪声和高斯相关的障碍。我们定量地确定每个子晶格的波函数振幅的贡献。随着无序度增加，LL内状态的谷（亚晶格）极化，我们表明：（i）最低LL中的谷混合是观察到的异常局域化特性背后的主要效应，（ii）随着无序度增加的极化抑制取决于白噪声模型的局域化，而（iii）对于两种无序模型，无序都会在较高的朗道能级中诱导部分极化。
2007-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Theory of Anomalous Quantum Hall Effects in Graphene
最近在制造原子级薄石墨样品（石墨烯）方面的成功激发了强烈的实验和理论活动。石墨烯的关键特征是低能电子激发的无质量狄拉克类型。这导致了该系统的许多不寻常的物理性质，使其与传统的二维金属区分开来。石墨烯最显著的特性之一是反常的量子霍尔效应。它对系统的结构非常敏感;特别是，它可以清楚地区分单层和双层样品。尽管实验取得了令人印象深刻的进展，但石墨烯中的量子霍尔效应理论尚未建立。这一理论是本文的一个主题。我们证明了朗道能级结构本身不足以决定量子霍尔效应的形式。霍尔量子化是由于安德森局域化，在石墨烯中，这是非常特殊的，强烈地依赖于无序的性质。只有无序的特殊对称性才可能引起石墨烯中的反常量子霍尔效应。我们分析了无序单层和双层石墨烯在磁场中的对称性，并确定了反常霍尔量子化的条件。
2007-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
